Vesmír, ve kterém žijeme, je obrovský, plný hmoty a energie a expanduje rychleji a rychleji. Při pohledu na miliardy světelných let daleko můžeme vidět miliardy let naší dávné minulosti, vidět tvorbu planet, hvězd a galaxií. Dívali jsme se tak daleko, našli jsme mraky plynu, které nezrodily jednu hvězdu, a galaxie, které se vytvořily, když byl náš vesmír o 97% mladší. Zvláště zajímavé je, že můžeme pozorovat dosvit Velkého třesku, který zůstává z doby, kdy byl vesmír kolem 380 000 let. Ale se vším tímto kosmickým nádechem jsme nikdy nenašli důkaz, že náš vesmír se srazil s jiným vesmírem v obrovském mnohonásobném vesmíru. Proč?
Pokud je teorie více vesmírů správná, náš rozšiřující se vesmír se musel srazit s jiným vesmírem. Není to tak? Konec konců, náš vesmír je nyní tak velký, že ho někteří popisují jako nekonečnou velikost.
A tak nejen logická tvrzení, ale také známá autorita Roger Penrose. Penrose i konvenční moudrost se zde mýlí. Náš vesmír je a měl by být izolován a osamocen v multivesmíru.
Přestože je toto téma příliš populární a kontroverzní, silné hypotézy podporují existenci více vesmírů. Pokud zkombinujeme naše dvě přední myšlenkové školy o tom, jak vesmír funguje, kosmická inflace a kvantová fyzika, nevyhnutelně skončíme s naším vesmírem ve více vesmíru. Existuje další závěr: každý vytvořený vesmír - a každý Velký třesk, který mu předchází - bude okamžitě a navždy oddělena příčinnou souvislostí od ostatních. Proč? Fyzik Ethan Siegel se rozebere.
Kosmická inflace přišla jako doplněk k teorii Velkého třesku, která poskytuje mechanismus vysvětlující, proč vesmír začal s určitými podmínkami. Zejména inflace odpověděla na otázky týkající se …
- proč byl vesmír všude stejná teplota;
- proč to bylo prostorově ploché;
- proč nezůstávají žádné vysoce energetické památky, jako jsou magnetické monopoly.
Propagační video:
… Zatímco nadále necháváme ověřovat nové prognózy. Tyto předpovědi zahrnují specifické spektrum výkyvů hustoty, s nimiž se vesmír narodil; maximální teplota dosažená vesmírem v raných stádiích Velkého třesku; existence fluktuací na stupnicích překračujících kosmický horizont a určité spektrum fluktuací gravitačních vln. To vše, až na poslední, bylo od té doby potvrzeno pozorováním.
Kosmická inflace, přesněji řečeno, je obdobím před Velkým třeskem, kdy ve vesmíru převažovala energie vlastní vesmíru. Nyní je hodnota temné energie příliš malá, ale během inflace byla nesrovnatelně vyšší: mnohem větší hustota energie, když byl vesmír plný hmoty a záření během horkých prvních fází Velkého třesku.
Protože expanze vesmíru je poháněna energií vlastní v samotném prostoru, v období inflace byla expanze exponenciální, byl vytvořen nový prostor. Pokud se vesmír zdvojnásobil v čase n, pak po 10 obdobích této doby už byla 210 nebo dokonce 21 000krát větší. Za krátkou dobu se jakákoli neplanární a hmota obsahující oblast vesmíru stala nerozeznatelnou od bytu a všechny částice hmoty se natolik rozevřely, že se tyto dvě částice už nikdy znovu nesetkaly.
Inflace však nemůže trvat věčně. Energie spojená s vesmírem nemůže zůstat navždy, jinak by se Velký třesk nestal a vesmír by se nenarodil. V důsledku toho musí být energie přenesena z tkáně prostoru na hmotu a záření. Chcete-li zobrazit inflaci jako pole, představte si míč na kopci. Dokud míč zůstává na vrcholu, pokračuje inflace a exponenciální expanze. Aby však inflace skončila, ať už je za ni jakékoli kvantové pole zodpovědné, musí se vrátit z nestabilního stavu s vysokou energií do rovnovážného stavu s nízkou energií. Tento přechod, „válcování“míče z kopce, inflace končí a vede k velkému třesku.
Existuje však jedno, ale: to, co je popsáno výše, funguje jako klasické pole, ale inflace by měla být, stejně jako všechna fyzická pole, kvantová. Stejně jako všechna kvantová pole je to popsáno vlnovou funkcí a pravděpodobnost vlny se v průběhu času šíří. Pokud se hodnota pole valí dostatečně pomalu z kopce, bude kvantové šíření vlnové funkce rychlejší než roll-off, což umožní - dokonce pravděpodobné - Velký třesk a konec inflace.
Protože se prostor během inflace rozšiřuje exponenciální rychlostí, znamená to, že v průběhu času se objeví exponenciálně velké množství oblastí prostoru. Jde o to, že inflace nekončí všude přes noc; různé regiony obdrží různé hodnoty kvantových polí a různých směrů. V některých regionech inflace skončí a pole sklouzne do údolí. V jiných bude inflace pokračovat a oživovat nový prostor.
Odtud pochází fenomén věčné inflace a myšlenka více vesmírů. Tam, kde inflace končí, dostaneme Velký třesk a Vesmír - jehož část můžeme pozorovat. Ale kolem regionů, kde inflace skončila a došlo k velkému třesku, budou také regiony, kde inflace neskončila a exponenciální expanze pokračuje. V těchto regionech se rodí více rozšiřující se prostor, který tlačí zpět oblasti, kde inflace skončila rychleji, než se mohou rozšířit. Každý z nových regionů, ve kterých bude Velký třesk, bude zcela a navždy od našeho regionu kauzálně oddělen.
Pokud považujete mnohonásobný vesmír za obrovský oceán, můžete nakreslit jednotlivé vesmíry, ve kterých se Velký třesk vyskytl, jako malé bubliny v oceánu. Tyto bubliny, stejně jako skutečné bubliny, které se rodí na dně oceánu, se budou s postupem našeho vesmíru v průběhu času rozšiřovat. Na rozdíl od tekuté vody v oceánu se však „oceán“inflačního časoprostoru rozšiřuje rychleji, než se mohou samotné bubliny kdy rozpínat. A protože prostor mezi nimi roste a bude vždy růst, obě bubliny se nikdy nedotknou.
Bylo by velkým překvapením, na rozdíl od předpovědí inflační a kvantové teorie, kdyby se oba vesmíry někdy střetly. Přestože by srážka takových bublin zanechala na našem vesmíru modřinu, kterou bychom spolehlivě detekovali v dosvitu Velkého třesku, neexistuje žádný důkaz o takovém pohmoždění. Jak předpovídaly naše nejlepší teorie.
Ilya Khel